Cytokines et thérapie cellulaire

L'interleukine-2 (IL-2) a été utilisée soit en injection, soit pour activer des cellules : lymphocyte activated killer (LAK), tumor infiltrating lymphocyte (TIL) [4]. Le granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), le granulocyte monocyte colony stimulating factor (GM-CSF), l'érythropoïétine (EPO) ont été utilisés in vitro, ex vivo et in vivo. Le GM-CSF développé à peu près en même temps que le G-CSF a connu une limitation de son utilisation chez les patients ayant une infection à VIH en raison de son effet stimulant sur les macrophages sanctuaires de virus. Le G-CSF a pris rapidement la prééminence dans le traitement des leuconeutropénies en particulier post-chimiothérapiques.
La thrombopoïétine, les fibroblast growth factor (FGF), le vascular endothelial cell growth factor (VEGF) [5] ont fait l'objet d'essais thérapeutiques récents. Ces essais théoriquement extrêmement prometteurs ont connu un ralentissement en raison de la survenue d'effets secondaires inattendus et préoccupants [6].

Interleukine-2

L'interleukine-2 (IL-2) comme son nom l'indique, a été décrite après l'interleukine-1. L'interleukine-2 est essentielle pour la réponse immune et a été utilisée dans le traitement du cancer du rein et du mélanome malin [7].
L'IL-2 injectée a une demi-vie relativement brève (α = 13 min ; β = 85 min), ce qui a conduit à l'administration en perfusion intraveineuse à la dose de 1 mg/m²/j pendant 4 à 5 j.
L'injection d'IL-2 s'accompagne d'effets secondaires, syndrome grippal, troubles du rythme cardiaque, parfois d'un syndrome de fuite capillaire avec hypotension, œdème [8].
Les LAK sont un premier exemple de thérapie cellulaire. Les lymphocytes du patient sont récoltés par cytaphérèse et cultivés en présence d'IL-2. Ils acquièrent ainsi des propriétés cytotoxiques et peuvent être réinjectés chez le patient. Les résultats de certaines études indiquent que les résultats des LAK pourraient être supérieurs à ceux de l'IL-2 [9, 10].
Les TIL sont plus délicats à préparer, en effet il faut isoler les lymphocytes après exérèse de la tumeur, les cultiver environ 4 semaines en présence d'IL-2 puis les réinjecter. Des résultats intéressants seraient obtenus grâce à cette technique mais peu d'études cliniques comparatives sont disponibles.

Interférons

Ils n'ont pas encore vraiment leur place en transfusion mais leur utilisation dans le traitement de l'hépatite C [11] et de certaines hémopathies fait que l'on ne peut les passer sous silence.
L'interféron α (IFNα) a été introduit dans le traitement de divers cancers [12], de leucémies myéloïdes chroniques (LMC) [13], de myélomes multiples, de cancers du rein, de mélanomes. Dans les LMC avec chromosome Philadelphie (Ph) positif, l'IFNα seul ou en association avec la cytosine-arabinoside améliore le devenir des patients. Une nouvelle forme d'interféron modifié par le polyéthylène glycol a une durée d'action prolongée et pourrait limiter le renouvellement des injections, cependant sa récente introduction dans la thérapeutique ne permet pas de définir avec certitude son efficacité et sa tolérance.

Érythropoïétine

Le gène de l'érythropoïétine a été cloné en 1985 [14] et l'érythropoïétine recombinante introduite en 1988 dans le traitement de l'anémie chronique chez l'insuffisant rénal dialysé. L'epoetin alpha et beta sont produites dans les cellules d'ovaire de hamster chinois (CHO : Chinese ovary cells). Elles comportent des différences de glycosylation et de teneur en acide sialique. L'EPO est avant tout utilisée chez les patients urémiques mais elle a fait son entrée dans le domaine transfusionnel en complément des transfusions ou dans le cadre d'autotransfusions programmées [15]. Elle a surtout été expérimentée dans le cadre de chirurgie orthopédique programmée chez des sujets devant subir des interventions pour la pose de prothèse [16].
Une première étude multicentrique menée au Canada a inclus 208 patients opérés pour une prothèse totale de hanche [15]. Les patients ont reçus soit un placebo soit de l'EPO par voie sous cutanée 11 j avant l'intervention et 3 j après à la dose de 300 UI/kg/j soit une dose totale de 4 200 UI/kg (groupe 1). Un autre groupe a reçu 300 UI/kg/j du jour-j-6 à j + 3 soit une dose totale de 2 700 UI/kg/j (groupe 2). Les critères de transfusion étaient soit une baisse de l'hémoglobine en dessous de 9 g/dL soit une perte de la masse sanguine supérieure à 15 %. Dans le groupe placebo 46 % des patients ont reçu une allotransfusion contre 23 % pour le groupe 1 (EPO 4 700 UI/kg) et 32 % pour le groupe 2 (EPO 2 700 UI/kg).
Plusieurs études multicentriques réalisées en orthopédie ont confirmé ces résultats. Compte tenu de ces résultats, un patient en orthopédie qui n'a pas de contre-indications (accident vasculaire cérébral, infarctus récent, hypertension) et dont l'hémoglobine est entre 10 et 13 g/dL pourra bénéficier d'un traitement par l'EPO à la dose de 600 UI/kg/semaine en sous cutanée en débutant 3 semaines avant l'intervention [16].
L'administration d'EPO sur une période de 4 semaines à la dose totale de 3 600 UI/kg multiplie l'érythropoïèse par 2,5. La consommation en fer s'accroît donc de manière importante. L'apport per os de fer peut être suffisant si le sujet n'est pas anémique mais l'absorption martiale intestinale étant limitée, il faudra avoir recours dans certains cas à l'injection de fer intraveineuse [17].
Si le traitement en fer est facile à associer à l'EPO, la survenue d'une anémie aplastique après EPO est beaucoup plus préoccupante même si elle est exceptionnelle. Une série de 13 patients ayant développé des anticorps neutralisant l'érythropoïétine chez des patients insuffisants rénaux traités par l'EPO démontre que cette complication est possible [18].

Granulocyte colony stimulating factor

La mobilisation de cellules souches avec des facteurs de croissance est de plus en plus utilisée pour les transplantations médullaires dans les hémopathies malignes [19, 20]. L'allotransplantation de cellules souches HLA identiques permet d'obtenir des résultats durables sans augmentation significative de la réaction du greffon contre l'hôte. Le granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) est utilisé pour mobiliser les cellules médullaires vers le sang périphérique [21]. Le G-CSF est injecté en perfusion intraveineuse continue sur 24 h ou en injection sous cutanée à la dose de 10 µg/kg/j pendant 6 j. L'efficacité du prélèvement de cellules souches est jugée sur le nombre de cellules CD34⁺ collectées (2 × 10⁶/kg). Il existe une corrélation entre la quantité CD34⁺ administrée et la récupération plaquettaire. A côté de ces effets mobilisateurs et différentiant le G-CSF a des effets multiples sur le système immunitaire. Différentes études ont montré que le G-CSF modifie les capacités cytotoxiques des cellules NK (natural killer) activées par l'IL-2 et dans la présentation d'antigène par les cellules accessoires [22].
Dans une étude récente, les fonctions immunitaires ont été étudiées chez 104 donneurs de cellules souches et comparées à celles de donneurs non stimulés par le G-CSF. Les sujets du groupe G-CSF ont une réduction significative de la réponse des lymphocytes T et B aux mitogènes. Les modifications de la réponse immune semblent liées aux allèles du système HLA (A1, A3, A24, B44, B62, DR15, DR17). Une diminution de la réponse immune est associée à HLA-DR13 [23].
Après avoir été pratiquement abandonnée, la transfusion de granulocytes a connu un regain d'intérêt pour le traitement de patients atteints d'infections fongiques. Une étude ouverte chez 15 patients transfusés par des leucocytes prélevés par cytaphérèse chez des donneurs stimulés par le G-CSF aurait donné 60 % de résultats favorables. Cependant les résultats de diverses études résistent mal à une analyse critique. Dans une méta-analyse, la dose de granulocytes transfusés et le pourcentage de survivants apparaissent comme des variables déterminantes pouvant expliquer les succès ou les échecs [24]. La logistique nécessaire pour réaliser les transfusions de granulocytes dans de bonnes conditions fait que son utilisation reste limitée.

Thrombopoïétine

La thrombopoïétine (TPO) stimule les progéniteurs hématopoïétiques dans le sens d'une différentiation mégacaryocytaire et la production de plaquettes. La TPO est produit par le foie et son taux n'est pas augmenté dans des maladies comme le purpura thrombopénique immunologique [25, 26].
Deux formes de TPO ont été utilisées dans des essais thérapeutiques. Une forme recombinante glycosylée identique à celle de l'homme et une forme traitée au polyéthylène glycol (PEG-rHu MGDF). Les deux formes sont de puissants stimulants de la production plaquettaire.
La rhTPO a été administrée chez des patients avant leur deuxième cycle de chimiothérapie (carboplatin) pour un cancer gynécologique. Cet essai de phase I/II a permis de déterminer la dose optimale chez 29 patients 1,2 µg/kg. La tolérance clinique a été assez bonne et un patient a développé un anticorps de titre faible (38 % d'inhibition). Le nombre de transfusions a été plus faible cinq contre 16 dans le groupe non traité par la rhTPO. La thrombopénie est moins marquée au jour 21 puisque 67 % avaient plus de 100 000/µL dans le groupe TPO contre 37 % dans l'autre groupe [27]. Le MGDF a aussi été utilisé pour augmenter le nombre de plaquettes avant cytaphérèse. Cette stimulation est efficace mais le risque d'effets secondaires a fait interrompre cette pratique [28]. Une thrombocytopénie a été constatée chez trois sujets recevant du PEG rHu MGDF accompagnée d'un syndrome hémorragique. Les trois sujets avaient des anticorps dirigés contre le PEG rHu MGDF et la TPO et neutralisant l'activité biologique.
Si l'érythropoïétine [29] et le G-CSF [30] ont une place qui se définit de façon plus précise en médecine transfusionnelle, de nombreuses incertitudes persistent quant à la thrombopoïétine. L'utilisation des cytokines en thérapie cellulaire et pour l'expansion in vitro des précurseurs hématopoïétiques est un sujet de recherche en développement et comme pour d'autres thérapeutiques il sera nécessaire d'attendre les résultats des essais cliniques pour évaluer la supériorité des différents protocoles proposés.
L'inteleukine-11 (IL-11), facteur de croissance à potentialité multiple isolée des cellules stromales de la moelle, stimule la maturation des mégacaryocytes, des lymphocytes T et la différentiation érythroïde. Après des essais de phase I et un essai contrôlé, elle connaît un regain d'intérêt après les écueils de la TPO.
L'effet combiné des facteurs de croissance, la meilleure connaissance de la pharmacologie des cytokines et des effets indésirables devraient permettre de redéfinir les applications cliniques des nouveaux composants cellulaires et un nouveau concept de médecine transfusionnelle n

Références

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